KR100687817B1 - Method for detecting welding current data by rotating of welding torch - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 기존의 고속 회전 아크 용접의 작업 상태를 나타낸 사시도.1 is a perspective view showing a working state of a conventional high speed rotary arc welding.
도 2는 종래 기술에 따른 아크 회전 센서에 제공되는 서보 모터의 엔코더로부터 출력되는 출력 신호를 나타낸 예시도.Figure 2 is an exemplary view showing an output signal output from the encoder of the servo motor provided to the arc rotation sensor according to the prior art.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 서보 모터를 이용한 고속 회전 아크 용접 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도.Figure 3 is a block diagram schematically showing a high speed rotating arc welding system using a servo motor according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회전 위치 데이터와 용접 전류 데이터를 그래프에 나타낸 예시도이다.Figure 4 is an exemplary view showing a rotation position data and welding current data in a graph according to a preferred embodiment of the present invention.
도 5a 및 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회전 아크 센서 장치에서 변환 피크 신호와 용접 전류 데이터의 매칭을 개략적으로 나타낸 예시도.5a and 5b are schematic views showing matching of the converted peak signal and welding current data in the rotating arc sensor device according to the preferred embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고속 회전 아크 용접 시스템에서 용접 토치의 회전 위치별 용접 전류 데이터를 검출하는 절차를 나타낸 순서도.Figure 6 is a flow chart illustrating a procedure for detecting the welding current data for each rotation position of the welding torch in the high speed rotating arc welding system according to a preferred embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접 전류 데이터가 검출되는 용접 토치의 회전 위치별 영역을 나타낸 예시도.7 is an exemplary view showing a region for each rotation position of a welding torch in which welding current data is detected according to a preferred embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서보 모터의 엔코더로부터 출력된 기준 위치 출력 신호가 변환 피크 신호로 변환된 모습을 나타낸 예시도.8 is an exemplary view illustrating a state in which a reference position output signal output from an encoder of a servo motor according to an exemplary embodiment of the present invention is converted into a converted peak signal.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
300…고속 회전 아크 용접 시스템 310…엔코더300... High speed rotary
311…신호 변환부 320…서보 모터311... Signal converter 320. Servo motor
330…홀 센서 340…회전 아크 센서 장치330...
341…통신부 343…A/D 데이터 보드341...
345…중앙 처리 장치 347…모션 보드345...
350…로봇 구동 제어기350... Robot driven controller
본 발명은 용접 토치 회전 위치별 용접 전류 데이터 검출 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a welding current data detection method for each welding torch rotation position.
일반적으로 고속 회전 아크 용접은 선박 건조, 교량 제조 등과 같은 대형의 철골 구조물을 제작하는 시스템에서 부재를 연결하기 위하여 고속 회전 아크 용접이 사용된다.In general, high-speed rotary arc welding is used to connect members in a system for manufacturing large steel structures such as ship building, bridge construction, and the like.
상기 고속 회전 아크 용접은 용접 토치의 전극 노즐을 기계적으로 회전시킴에 따라 아크를 고속으로 회전시키면서 용접하는 방법이다. 상기 고속 회전 아크 용접은 통상의 용접 방법에 비해 아크력 및 아크열을 용융지에서 균일하게 분산시키기 때문에 평평하고 폭넓은 용입 형상을 줄 수 있으므로 좋은 비드 품질을 얻을 수 있으며, 고속용접이 가능하여 생산성의 향상이 가능하다.The high speed rotation arc welding is a method of welding while rotating the arc at high speed as the electrode nozzle of the welding torch is mechanically rotated. The high-speed rotary arc welding can provide a flat and wide penetration shape because it distributes the arc force and arc heat uniformly in the molten pool compared to the conventional welding method, it is possible to obtain a good bead quality, high-speed welding is possible productivity It is possible to improve.
기존의 고속 회전 아크 용접 방법에서는 용접 시 용접선의 자동 추적을 위해 회전 아크 센서 장치를 사용하고 있다. 상기 회전 아크 센서 장치는 용접 중에 용접 전류 및 용접 전압의 출력 신호를 취득하여 용접 부재와 용접 토치와의 상관 관계를 나타낼 수 있다. The existing high speed rotary arc welding method uses a rotary arc sensor device for automatic tracking of the welding seam during welding. The rotating arc sensor device may obtain an output signal of a welding current and a welding voltage during welding to indicate a correlation between the welding member and the welding torch.
여기서 상기 회전 아크 센서 장치의 올바른 작동을 위해서는 용접 전류의 수집 시 용접 토치의 회전 궤적상에서 상하좌우 위치 중 어느 부분에서 얻어진 용접 전류 데이터인지를 아는 것이 매우 중요하다. In order to properly operate the rotary arc sensor device, it is very important to know the welding current data obtained at the upper, lower, left and right positions on the rotational trajectory of the welding torch when collecting the welding current.
종래 기술에 따른 상기 고속 회전 아크 용접에 있어서, 회전 아크 센서 장치는 서보 모터의 구동 시 모션 보드를 통해 엔코더값 출력 신호를 읽어들이는 기능을 수행하고 있다. 또한, 상기 엔코더의 사용을 하지 않는 고속 회전 아크 용접의 경우, 회전 아크 센서 장치에는 하드웨어적인 근접 센서가 구비되어 매 회전마다 회전 위치가 인식하는 기능을 수행하고 있다.In the high speed rotary arc welding according to the related art, the rotary arc sensor device performs a function of reading an encoder value output signal through a motion board when the servo motor is driven. In addition, in the case of high-speed rotating arc welding without using the encoder, the rotating arc sensor device is provided with a hardware proximity sensor to perform the function of recognizing the rotation position every rotation.
도 1은 기존의 고속 회전 아크 용접의 작업 상태를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing a working state of a conventional high-speed rotating arc welding.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 고속 회전 아크 용접 시스템은 두 개의 용접 부재(11, 12)를 고속 회전 아크 용접하는 경우, 용접 토치(15)는 서보 모터(14), 소정의 기어 장치(16, 17), 근접 센서(18) 및 홀 센서와 연동하여 고속 회전 아크 용접을 위한 용접선에 비드(bead)(13)를 형성하게 된다.Referring to FIG. 1, when the high speed rotary arc welding system according to the related art performs high speed rotary arc welding of two
용접 토치(15)는 고속 회전 아크 용접의 동작을 제어하는 로봇 구동 제어기(미도시)의 명령에 따라 서보 모터(14)의 회전과 맞물려 회전 용접을 수행한다. 상기 서보 모터(14)는 통상적으로 라인 드라이브(line drive) 방식의 엔코더(미도시)를 포함한다. The
여기서 상기 엔코더는 구동하는 서보 모터(14)의 기준 위치 정보를 제공하는 기준 위치 출력 신호와 회전 위치 정보를 제공하는 회전 위치 출력 신호를 출력하여 종래 기술에 따른 용접선 추적을 위한 회전 아크 센서 장치(미도시)로 제공할 수 있다.Here, the encoder outputs a reference position output signal for providing reference position information of the
근접 센서(18)는 서보 모터(14)에 부착되어 상기 서보 모터(14)에 연결된 기어(16)의 회전수를 카운터하고 기준점(19)의 위치 정보를 제공하는 기능을 포함한다.The
홀 센서(미도시)는 고속 회전 아크 용접 시, 로봇 구동 제어기로부터 제어되어 동작되는 상기 용접 토치(15)의 회전 위치에 따라 출력되는 용접 전류를 측정하는 기능을 포함한다. 여기서 상기 홀 센서는 전류에 비례하여 발생하는 자속을 자기 철심과 자기 센서의 조합을 통해 비 접촉으로 해당 전류를 측정할 수 있다. The hall sensor (not shown) includes a function of measuring a welding current output according to the rotational position of the
도 2는 종래 기술에 따른 아크 회전 센서에 제공되는 서보 모터의 엔코더로부터 출력되는 출력 신호를 나타낸 예시도이다.Figure 2 is an exemplary view showing an output signal output from the encoder of the servo motor provided to the arc rotation sensor according to the prior art.
도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 고속 회전 아크 용접에서 서보 모터에 연결된 엔코더는 상기 서보 모터의 회전 시 라인 드라이버(Line Driver) 방식에 따라 출력 신호를 출력한다. 여기서 상기 서보 모터의 회전축의 일 측 혹은 회전축과 연동하는 기어에 A 슬릿, B 슬릿 및 C 슬릿이 형성되어 있다.Referring to FIG. 2, an encoder connected to a servo motor in a high speed rotating arc welding according to the related art outputs an output signal according to a line driver method when the servo motor rotates. Here, the A slit, the B slit and the C slit are formed on one side of the rotary shaft of the servo motor or the gear interlocked with the rotary shaft.
상기 엔코더는 3개의 광 센서가 구성되어 서보 모터의 회전 주기(T)마다 서보 모터의 기어에 형성된 A 슬릿, B 슬릿 및 C슬릿으로부터 출력된 출력 신호(A 파형, B 파형, C 파형)(21)(23)(25) 및 반전 출력 신호(/A 파형, /B 파형, /C 파형)(22)(24)(26)를 출력할 수 있다. 여기서 도시된 바와 같이 A 파형(21)과 B 파형(23)은 90도의 위상차를 갖는다.The encoder has three optical sensors configured to output signals (A waveform, B waveform, C waveform) output from the A slit, B slit, and C slit formed in the gears of the servo motor at each rotation period T of the servo motor. 23, 25, and inverted output signals (/ A waveform, / B waveform, / C waveform) 22, 24, and 26 can be output. As shown here, the
상기 종래 기술에 따른 고속 회전 아크 용접의 회전 아크 센서 장치는 상기 엔코더로부터 출력된 A 파형(21), /A 파형(22), B 파형(23) 및 /B 파형(24)의 출력 신호를 고속으로 카운트함으로써 용접 토치의 회전 위치를 검출할 수 있다. 또한, 상기 회전 아크 센서 장치는 엔코더로부터 출력된 C 파형 및 /C 파형의 출력 신호(25)를 통해 서보 모터의 1회전을 감지하는 기준 위치 정보를 제공받을 수 있다.The rotating arc sensor device of the high speed rotary arc welding according to the prior art is a high speed output signal of the
그러나 이러한 종래 기술에 따른 고속 회전 아크 용접 방법은 고속 회전 아크 용접 시 엔코더로부터 출력된 회전 위치 출력 신호를 고속으로 카운트하여 용접 토치의 회전 위치를 실시간으로 정확하게 입력받는 것이 어려울뿐더러 고속 회전 아크 용접을 지시하는 중앙 처리 장치에 계속해서 많은 부하를 주게 된다.However, the high-speed rotating arc welding method according to the related art is difficult to accurately input the rotation position of the welding torch in real time by counting the rotation position output signal output from the encoder at high speed during the high-speed rotating arc welding, and instructing the high speed rotating arc welding. This will continue to place a lot of load on the central processing unit.
또한, 상기 방법에서 서보 모터의 기어에 연결된 근접 센서를 이용하는 경우, 근접 센서가 작업장의 먼지 등에 의해 잘못된 신호를 발생하는 문제가 있다. 또한, 상기 근접 센서는 서보 모터에 연결된 기어와의 거리가 상당히 중요하여 너무 멀면 인식이 쉽지 않고, 너무 가까울 경우 상기 근접 센서의 파손의 우려되는 등 유지 보수에 많은 문제점을 가지고 있다. In addition, when using the proximity sensor connected to the gear of the servo motor in the above method, there is a problem that the proximity sensor generates a wrong signal due to dust in the workplace. In addition, the proximity sensor is very important because the distance to the gear connected to the servo motor is very difficult to recognize, if too close, there are many problems in maintenance, such as fear of damage to the proximity sensor.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 목적은 고속 회전 아크 용접 시 회전하는 용접 토치의 회전 위치별 용접 전류 데이터를 정확하게 검출할 수 있는 용접 토치 회전 위치별 용접 데이터 검출 방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is a welding data detection method according to the welding position of the welding torch rotation position that can accurately detect the welding current data for each rotation position of the rotating welding torch during high-speed rotation arc welding To provide.
본 발명의 다른 목적은 고속 회전 아크 용접 시 실시간으로 서보 모터의 엔코더로부터 출력되는 출력 신호와 홀 센서로부터 측정되는 용접 전류를 매칭시킬 수 있는 용접 토치 회전 위치별 용접 데이터 검출 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a welding data detection method for each welding torch rotation position capable of matching a welding current measured from a hall sensor and an output signal output from an encoder of a servo motor in real time during high speed rotating arc welding.
상술한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 용접 토치의 회전 위치별 용접 전류 데이터를 검출하는 방법에 있어서, 상기 용접 토치의 회전 시 구동되는 서보 모터의 엔코더로부터 출력되는 엔코더의 기준 위치 출력 신호를 신호 변환부로 제공하는 단계, 상기 신호 변환부를 통해 상기 기준 위치 출력 신호를 상기 기준 위치 출력 신호가 검출된 시점을 피크점(peak point)으로 하는 변환 피크 신호로 변환하는 단계, 상기 변환된 변환 피크 신호와 용접 토치의 회전 에 따라 용접 전류를 출력시키는 홀 센서로부터 검출된 용접 전류 데이터를 동시에 입력받는 단계, 상기 동시에 입력된 변환 피크 신호와 상기 용접 전류 데이터를 이용하여 상기 변환 피크 신호의 피크점에 해당하는 용접 토치의 회전 위치를 인식하는 단계, 상기 인식된 피크점에 해당하는 용접 토치의 회전 위치에 옵셋(offset)값을 반영하여 실제 용접 토치의 회전 위치 데이터를 산출하는 단계, 상기 산출된 실제 용접 토치의 회전 위치 데이터와 상기 용접 전류 데이터를 매칭시키는 단계 및 상기 매칭된 회전 위치 데이터와 용접 전류 데이터로부터 상기 용접 토치의 회전 위치별 용접 전류 데이터를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 토치 회전 위치별 용접 전류 데이터 검출 방법을 제공할 수 있다.In order to achieve the above objects, according to an aspect of the present invention, in the method for detecting the welding current data for each rotation position of the welding torch, reference of the encoder output from the encoder of the servo motor driven when the welding torch rotates Providing a position output signal to a signal converter; converting the reference position output signal into a converted peak signal at which a point in time at which the reference position output signal is detected is a peak point through the signal converter; Simultaneously receiving the detected conversion peak signal and the welding current data detected from the hall sensor for outputting the welding current according to the rotation of the welding torch, using the simultaneously inputted conversion peak signal and the welding current data of the converted peak signal. Recognizing the rotational position of the welding torch corresponding to the peak point, the recognized blood Calculating the rotation position data of the actual welding torch by applying an offset value to the rotation position of the welding torch corresponding to the stroke point, matching the calculated welding position data with the welding current data; The method may further include detecting welding current data for each rotation position of the welding torch from the matched rotation position data and welding current data.
바람직한 실시예에서, 상기 옵셋값은 상기 용접 토치의 회전 궤적상에 초기 위치와 용접 토치의 회전 궤적상에서 절대적인 기준으로 설정된 절대 기준점과의 차이인 것을 특징으로 할 수 있다.In an exemplary embodiment, the offset value may be a difference between an initial position on the rotational trajectory of the welding torch and an absolute reference point set as an absolute reference on the rotational trajectory of the welding torch.
이어서, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Next, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이 용어들은 제품을 생산하는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으며, 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대 로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, if it is determined that detailed descriptions of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, the terms to be described later are terms set in consideration of functions in the present invention, and these terms may vary according to the intention or custom of the producer producing the product, and the definition of the terms should be made based on the contents throughout the present specification. .
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 서보 모터를 이용한 고속 회전 아크 용접 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.Figure 3 is a block diagram schematically showing a high speed rotating arc welding system using a servo motor according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 고속 회전 아크 용접 시스템(300)은 엔코더(310), 신호 변환부(311), 서보 모터(320), 홀 센서(330) 회전 아크 센서 장치(340) 및 로봇 구동 제어기(350)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the high speed rotating
엔코더(310)는 상기 서보 모터(320)의 1회전 마다 기준 위치 출력 신호를 출력하며, 상기 출력된 기준 위치 출력 신호를 회전 아크 센서 장치(340)로 제공하는 기능을 포함한다.The
신호 변환부(311)는 용접 토치의 회전 위치를 검출시키기 위해 상기 엔코더(310)로부터 출력된 기준 위치 출력 신호를 상기 기준 위치 출력 신호가 검출된 시점을 피크점(peak point)으로 하는 변환 피크 신호로 변환시키는 기능을 수행한다. 여기서 상기 엔코더(310)로부터 출력되는 기준 위치 출력 신호는 속도에 따라 펄스의 간격이 달라지며, 고속 회전 아크 용접의 경우 매우 짧은 간격으로 출력된다.The
홀 센서(330)는 고속 회전 아크 용접 시, 로봇 구동 제어기(350)로부터 제어되어 동작되는 상기 용접 토치의 회전 위치에 따라 출력되는 용접 전류를 측정하는 기능을 수행한다. 상기 측정된 용접 전류는 디지털 신호로 처리되어 본 발명에 따른 회전 아크 센서 장치(340)로 전송될 수 있다. 이때 상기 디지털 신호 처리된 용접 전류 데이터는 용접 토치가 회전하면서 용접 부재의 윗면과 아랫면 두 부분을 닿기 때문에 두 번의 골과 마루가 나타날 수 있다.The
회전 아크 센서 장치(340)는 통신부(341), A/D 데이터 보드(343), 중앙 처리 장치(CPU)(345) 및 용접 토치의 모션 제어를 위한 모션 보드(347)를 포함한다.The rotary
상기 통신부(341)는 중앙 처리 장치(345)와 로봇 구동 제어기(350)를 상호 연결되어 데이터 송수신하는 기능을 포함한다.The
상기 A/D 데이터 보드(343)는 실시간으로 동시에 상기 신호 변환부(311)로부터 변환된 변환 피크 신호와 상기 홀 센서(330)로부터 측정된 용접 전류 데이터를 수집하여 본 발명에 따른 매칭을 위해 중앙 처리 장치(345)로 전송하는 기능을 포함한다.The A /
상기 중앙 처리 장치(345)는 입력된 변환 피크 신호와 상기 용접 전류 데이터를 이용하여 상기 변환 피크 신호의 상기 피크점에 해당하는 용접 토치의 회전 위치를 인식하는 기능을 수행한다. 또한, 상기 중앙 처리 장치(345)는 상기 인식된 피크점에 해당하는 용접 토치의 회전 위치에 옵셋(offset)값을 반영하여 실제 용접 토치의 회전 위치 데이터를 산출하는 기능을 수행한다.The
여기서 상기 옵셋값은 상기 용접 토치의 회전 궤적상에 초기 위치와 용접 토치의 회전 궤적상에서 절대적인 기준으로 설정한 기준점과의 차이를 나타낸다.Here, the offset value represents a difference between an initial position on the rotational trajectory of the welding torch and a reference point set as an absolute reference on the rotational trajectory of the welding torch.
뿐만 아니라, 상기 중앙 처리 장치(345)는 상기 산출된 실제 용접 토치의 회전 위치 데이터와 상기 용접 전류 데이터를 매칭시키고, 상기 매칭을 통해 상기 용접 토치의 회전 위치별 용접 전류 데이터를 검출하는 기능을 수행한다. 또한, 상기 중앙 처리 장치(345)는 통신부(341)를 통해 입력된 용접선 경로를 따라 고속 아크 용접을 수행하도록 상기 로봇 구동 제어기(350)로 명령을 지시하는 기능을 수행한다. In addition, the
상기 모션 보드(347)는 고속 아크 용접 시 구동되는 상기 서보 모터(320)의 모션을 제어하는 기능을 포함한다.The
상기 로봇 구동 제어기(350)는 중앙 처리 장치(345)의 명령에 따라 고속 회전 아크 용접을 수행하는 용접 로봇의 구동을 제어하는 기능을 수행한다.The
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회전 위치 데이터와 용접 전류 데이터를 그래프에 나타낸 예시도이다.Figure 4 is an exemplary view showing a rotation position data and welding current data in a graph according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 상기 도시된 그래프에 있어서, 용접 토치의 회전 속도는 50Hz이고, 용접 토치의 1회전에 100개의 회전 위치를 나타내기 위한 변환 피크 신호(401), 용접 전류 데이터(403)가 샘플링(Sampling)되어 있다. Referring to FIG. 4, in the graph shown above, the rotation speed of the welding torch is 50 Hz, and the
상기 그래프는 500개의 데이터, 다시 말해 5회전에 대한 데이터를 나타낸다. 24라는 데이터 수는 24번째 데이터라는 의미이며, 124이면 다음 회전의 시작이 되는 첫번째 데이터이다. 즉, 24부터 123까지가 용접 토치의 1회전에 때한 수집한 데이터이다. 상기 24번째 데이터는 서보 모터의 엔코터로부터 기준 위치 출력 신호가 출력된 시점을 피크점으로 변환한 지점이다.The graph shows 500 data, ie data for 5 revolutions. The data number of 24 means the 24th data, and 124 means the first data to start the next rotation. That is, 24 to 123 are collected data for one revolution of the welding torch. The twenty-fourth data is a point at which a point in time at which the reference position output signal is output from the encoder of the servo motor is converted into a peak point.
본 발명에 따른 고속 회전 아크 용접 시스템에 있어서, 서보 모터의 엔코더는 서보 모터의 1회전 마다 출력되는 엔코더의 기준 위치 출력 신호를 신호 변환부로 전송하는 기능을 포함한다. 상기 엔코더의 기준 위치 출력 신호를 수신한 신호 변환부는 서보 모터의 회전 1주기마다 출력되는 기준 위치 출력 신호를 이용하여 상기 엔코더의 기준 위치 출력 신호를 변환 피크 신호(401)로 변환한다. 이후 상기 신호 변환부는 상기 변환 피크 신호 (401)를 회전 아크 센서 장치의 A/D 데이터 보드로 전송할 수 있다.In the high-speed rotating arc welding system according to the present invention, the encoder of the servo motor includes a function of transmitting a reference position output signal of the encoder output every one rotation of the servo motor to the signal converter. The signal converter which receives the reference position output signal of the encoder converts the reference position output signal of the encoder into the converted
홀 센서는 용접 토치의 회전 위치에 따른 용접 전류 데이터(403)를 측정하여 회전 아크 센서 장치의 A/D 데이터 보드로 전송하는 기능을 포함한다. 상술한 바와 같이, 상기 용접 전류 데이터(403)는 용접 토치의 회전 위치에 따라 용접 부재의 윗면과 아랫면 두 부분에 닿기 때문에 용접 토치의 회전 1주기 동안 윗쪽(Up)과 아랫쪽(Dn)을 나타내는 두 번의 마루가 출력될 수 있다.The hall sensor includes a function of measuring welding
상기 변환 피크 신호(401)와 상기 용접 전류 데이터(403)는 본 발명에 따른 회전 아크 센서 장치에 동시에 입력되어 본 발명에 따른 용접 토치의 회전 위치별 용접 전류 데이터 검출에 활용될 수 있다.The converted
도 5a 및 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회전 아크 센서 장치에서 변환 피크 신호와 용접 전류 데이터의 매칭을 개략적으로 나타낸 예시도이다.5A and 5B are exemplary views schematically illustrating matching of a converted peak signal and welding current data in a rotating arc sensor device according to a preferred embodiment of the present invention.
도 5a 및 5b를 참조하면, 도 5a에 도시된 바와 같이, 엔코더의 기준 위치 출력 신호가 출력되는 위치는 용접 토치의 회전 궤적상(501)의 임의의 지점에 매 회전마다 일정하게 위치하게 된다. 이때 용접 토치의 회전 궤적상(501)에서 매 회전마다 일정하게 출력되는 위치를 기준 위치 (505)라고 정의하면, 절대 기준점(503)과 용접 토치의 매 회전마다 발생하는 기준 위치(505)와의 차이를 옵셋값 (Offset)(507)으로 정의할 수 있다.5A and 5B, as shown in FIG. 5A, a position at which the encoder's reference position output signal is output is constantly positioned at every point in the
여기서 상기 절대 기준점(503)으로부터 용접 토치의 매 회전마다 발생하는 기준 위치(505)와의 옵셋값(offset)(507)은 항상 일정하므로 미리 초기 고속 회전 용접 토치 조립 시 계산하여 입력할 수 있다.In this case, since the offset
좀 더 상세하게는, 상기 절대 기준점(503)은 용접 토치의 회전 궤적을 상(Up), 하(Down), 전(Fore), 후(Rear)로 구분지을 수 있다. 상기 구분된 용접 토치의 회전 궤적은 100개의 데이터 수에 근거하여 절대 기준점(503) 0을 기준으로 각각 25의 위치 차이 값을 가질 수 있다. 즉, 회전 궤적상(501) 하(Down)의 위치값을 0으로 지정한 경우, 회전 방향을 따라서 전(Fore)은 25, 상(Up)은 50, 후(Rear)는 75의 위치값을 갖는다. 상기 절대 기준점(503)은 용접 토치의 회전 궤적상(501)에서 절대적인 기준으로 설정된 지점이다.In more detail, the
도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 회전 아크 센서 장치는 변환 피크 신호(401)에 상기 옵셋값(507)을 반영한 후, 용접 토치의 회전 위치에 따른 용접 전류 데이터(403)에 매칭시킬 수 있다. As illustrated in FIG. 5B, the rotation arc sensor device may reflect the offset
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고속 회전 아크 용접 시스템에서 용접 토치의 회전 위치별 용접 전류 데이터를 검출하는 절차를 나타낸 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a procedure of detecting welding current data for each rotation position of a welding torch in a high speed rotating arc welding system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 먼저 본 발명에 따른 고속 회전 아크 용접 시스템에 있어서, 아크 용접 센서 장치와 연동되는 신호 변환부는 고속 회전 아크 용접 시 구동되는 서보 모터의 1회전 마다 출력되는 엔코더의 기준 위치 출력 신호를 수신한다 (S601).Referring to FIG. 6, first, in the high speed rotating arc welding system according to the present invention, a signal conversion unit interworking with an arc welding sensor device outputs a reference position output signal of an encoder that is output every one rotation of a servo motor driven during high speed rotating arc welding. Receive (S601).
상기 기준 위치 출력 신호를 수신한 신호 변환부는 상기 기준 위치 출력 신호를 엔코더로부터 상기 기준 위치 출력 신호가 출력된 시점을 피크점으로 하는 변환 피크 신호로 변환한다(S603). The signal converter which receives the reference position output signal converts the reference position output signal into a converted peak signal at which a point in time when the reference position output signal is output from an encoder is used as a peak point (S603).
이후, 상기 회전 아크 센서 장치는 상기 신호 변환부로부터 상기 변환 피크 신호를 입력받고, 홀 센서를 통해 용접 토치의 회전 위치에 따른 용접 전류 데이터를 입력받는다(S605). 상술한 바와 같이, 상기 홀 센서는 로봇 구동 제어기로부터 제어되어 동작되는 상기 용접 토치의 회전 위치에 따라 출력되는 용접 전류를 측정할 수 있다.Thereafter, the rotating arc sensor device receives the converted peak signal from the signal converter and receives welding current data corresponding to the rotational position of the welding torch through the hall sensor (S605). As described above, the hall sensor may measure the welding current output according to the rotational position of the welding torch which is controlled and operated by the robot driving controller.
이후, 상기 회전 아크 센서 장치는 상기 동시에 입력된 변환 피크 신화와 상기 용접 전류 데이터를 이용하여 상기 변환 피크 신호의 피크점에 해당하는 용접 토치의 회전 위치를 인식한다(S607).Thereafter, the rotating arc sensor device recognizes the rotation position of the welding torch corresponding to the peak point of the conversion peak signal using the simultaneously input conversion peak myth and the welding current data (S607).
이때, 상기 회전 아크 센서 장치는 상기 인식된 상기 변환 피크 신호의 피크점에 해당하는 용접 토치의 회전 위치에 미리 설정된 옵셋값을 반영하여 실제 용접 토치의 회전 위치 데이터를 산출한다(S609). 상술한 바와 같이, 상기 옵셋값은 상기 용접 토치의 회전 궤적상에 초기 위치와 용접 토치의 회전 궤적상에서 절대적인 기준으로 설정된 절대 기준점과의 차이를 나타낸다.In this case, the rotating arc sensor device calculates the rotation position data of the actual welding torch by reflecting a preset offset value in the rotation position of the welding torch corresponding to the recognized peak point of the converted peak signal (S609). As described above, the offset value represents a difference between an initial position on the rotational trajectory of the welding torch and an absolute reference point set as an absolute reference on the rotational trajectory of the welding torch.
이후, 상기 회전 아크 센서 장치는 상기 산출된 실제 용접 토치의 회전 위치 데이터와 상기 용접 전류 데이터를 매칭시킨다(S611). 상기 매칭 과정에서 상기 변환 피크 신호는 상기 옵셋값만큼 쉬프트(Shift)되어 용접 전류 데이터에 해당하는 용접 토치의 회전 위치가 재설정될 수 있다. Thereafter, the rotating arc sensor device matches the calculated rotational position data of the actual welding torch and the welding current data (S611). In the matching process, the converted peak signal may be shifted by the offset value to reset the rotation position of the welding torch corresponding to the welding current data.
이후, 상기 회전 아크 센서 장치는 상기 매칭된 용접 전류 데이터로부터 본 발명에 따른 용접 토치의 회전 위치별 용접 전류 데이터를 검출할 수 있다(S613).Thereafter, the rotating arc sensor device may detect welding current data for each rotation position of the welding torch according to the present invention from the matched welding current data (S613).
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접 전류 데이터가 검출되는 용접 토치의 회전 위치별 영역을 나타낸 예시도이다.7 is an exemplary view showing a region for each rotation position of a welding torch in which welding current data is detected according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 용접 토치의 회전 궤도상(700)에서 본 발명에 따른 회전 아크 센서 장치는 상(Up)(701), 하(Down)(703), 전(Fore)(705), 후(Rear)(707)의 위치 영역에서의 용접 전류 데이터를 검출한다. Referring to FIG. 7, the rotary arc sensor device according to the present invention in the
이는 상기 용접 토치의 회전 궤도상(700)에서 위치 분할 데이터가 100개라고 할 때 각각 25의 위치 차이를 갖는다. 즉, 회전 궤도상(700) 하(Down)(703)의 위치값을 0으로 지정할 경우, 용접 토치의 회전 방향을 따라서 전(Fore)(705)은 25, 상(Up)(701)은 50, 후(Rear)(707)는 75의 위치값을 가질 수 있다.This has a position difference of 25 each when the positional division data is 100 on the
이를 바탕으로 상기 회전 아크 센서 장치는 옵셋값을 반영하여 산출된 실제 용접 토치의 회전 위치 데이터와 용접 전류 데이터를 매칭하여 상(Up)(701) 영역에서의 용접 전류값, 하(Down)(703) 영역에서의 용접 전류값, 전(Fore)(705) 영역에서의 용접 전류값 및 후(Rear)(707) 영역에서의 용접 전류값을 얻을 수 있다.Based on this, the rotating arc sensor device matches the welding position data and the rotational position data of the actual welding torch calculated by reflecting the offset value, so that the welding current value in the up 701 region is lowered (703). The welding current value in the () region, the welding current value in the fore (705) region, and the welding current value in the rear (707) region can be obtained.
이후, 상기 회전 아크 센서 장치는 고속 회전 아크 용접 시 하드웨어적인 카운터나 매칭 처리 동안 발생되는 시간적 지연을 방지하기 위한 소프트웨어적인 장치 없이도, 상기 용접 토치의 회전 위치별 영역에서 검출된 용접 전류 데이터를 이 용하여 해당 용접선 경로에 따른 고속 회전의 아크 용접를 수행할 수 있다.Thereafter, the rotating arc sensor device uses the welding current data detected in the rotation position region of the welding torch without using a hardware counter or a software device for preventing a time delay generated during a matching process during high-speed rotating arc welding. Arc welding of a high speed rotation according to the said welding line path | route can be performed.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서보 모터의 엔코더로부터 출력된 기준 위치 출력 신호가 변환 피크 신호로 변환된 모습을 나타낸 예시도이다.8 is an exemplary diagram illustrating a state in which a reference position output signal output from an encoder of a servo motor according to an exemplary embodiment of the present invention is converted into a converted peak signal.
도 8을 참조하면, 도시된 그래프는 본 발명에 따른 고속 회전 아크 용접 시 서보 모터의 엔코더로부터 출력된 기준 위치 출력 신호(C상)(25)과 변환 피크 신호(401)를 나타낸다.Referring to FIG. 8, the graph shown shows a reference position output signal (phase C) 25 and a
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 회전 아크 센서 장치와 연동하는 신호 변환부는 용접 토치의 회전 위치를 검출시키기 위해 상기 엔코더로부터 출력된 기준 위치 출력 신호(25)를 상기 기준 위치 출력 신호가 검출된 시점을 피크점(peak point)으로 하는 변환 피크 신호(401)로 변환시킬 수 있다.As described above, the signal converting unit interlocked with the rotating arc sensor device according to the present invention receives the reference
이상으로 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 기술하였다. 그러나 본 발명은 전술된 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라, 당업자에 의해, 첨부된 청구범위의 정신과 사상 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함에 유의해야 한다.The embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings. However, it is to be noted that the present invention is not limited only to the above-described embodiments, and that various modifications and changes can be made by those skilled in the art within the spirit and spirit of the appended claims as necessary.
본 발명에 의하면 고속 회전 아크 용접 시 회전하는 용접 토치의 회전 위치별 용접 전류 데이터를 정확하게 검출할 수 있는 용접 토치 회전 위치별 용접 데이 터 검출 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a welding data detection method for each welding torch rotation position that can accurately detect welding current data for each rotation position of a rotating welding torch during high speed rotation arc welding.
본 발명에 의하면 고속 회전 아크 용접 시 실시간으로 서보 모터의 엔코더로부터 출력되는 출력 신호와 홀 센서로부터 측정되는 용접 전류를 매칭시킬 수 있는 용접 토치 회전 위치별 용접 데이터 검출 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a welding data detection method for each welding torch rotation position capable of matching an output signal output from an encoder of a servo motor and a welding current measured from a hall sensor in real time during high speed rotation arc welding.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020050135718A KR100687817B1 (en) | 2005-12-30 | 2005-12-30 | Method for detecting welding current data by rotating of welding torch |
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KR1020050135718A KR100687817B1 (en) | 2005-12-30 | 2005-12-30 | Method for detecting welding current data by rotating of welding torch |
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ID=38102062
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Cited By (1)
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CN114473139A (en) * | 2022-01-28 | 2022-05-13 | 湘潭大学 | Self-adaptive control method and system for curved surface of rotary TIG arc welding line |
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2005
- 2005-12-30 KR KR1020050135718A patent/KR100687817B1/en active IP Right Grant
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CN114473139A (en) * | 2022-01-28 | 2022-05-13 | 湘潭大学 | Self-adaptive control method and system for curved surface of rotary TIG arc welding line |
CN114473139B (en) * | 2022-01-28 | 2023-10-20 | 湘潭大学 | Self-adaptive control method and system for rotating TIG arc welding seam curved surface |
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